中國食用菌產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展新賽道探討

人類社會對食用菌這類大型真菌的認(rèn)識和利用的歷史，與農(nóng)作物、家畜家禽相比還非常短暫，食用菌的價值尚存在很多有待挖掘的空間。當(dāng)前新冠肺炎疫情給中國食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了短暫的沖擊^[1]，但是中國食用菌產(chǎn)業(yè)的基本面呈長期穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢^[2]，未來發(fā)展之路充滿新的機遇。

目前食用菌的主要利用方式是獲取子實體，由此產(chǎn)生了正在發(fā)展中的傳統(tǒng)食用菌產(chǎn)業(yè)和工廠化食用菌產(chǎn)業(yè)。隨著生物技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人類利用食用菌的能力將不斷提升，必定會有越來越多的食用菌利用方式被發(fā)明創(chuàng)造出來，以滿足和解決人類社會發(fā)展中的多元化需求和實際問題，這是符合食用菌產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展的根本價值的。

無論是傳統(tǒng)食用菌產(chǎn)業(yè)，還是工廠化食用菌產(chǎn)業(yè)，都是利用食用菌的子實體，或作為農(nóng)產(chǎn)品，或作為加工原材料。隨著技術(shù)的進(jìn)步和理念的更新，人們正在積極探索食用菌另外一種存在形式——菌絲體的利用方式，現(xiàn)有研究已展示出眾多潛在應(yīng)用場景和廣闊的開發(fā)利用前景^[3]。

菌絲體(www.163.com/dy/article/D5V5DDU60525CQR9.html)

蛋白質(zhì)一直是人類重要的營養(yǎng)元素，進(jìn)入現(xiàn)代社會發(fā)展階段，人類蛋白質(zhì)平均消費量雖有大幅度的提高，但膳食蛋白消費的不充分和不平衡，仍是人類健康飲食需要解決的重大問題^[4]。人類蛋白質(zhì)長期依賴種植業(yè)和畜牧業(yè)，而這些傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)形式不僅生產(chǎn)效率低，還會釋放大量溫室氣體，特別是畜牧業(yè)，所排放的二氧化碳是種植業(yè)的18～40倍，整個食物生產(chǎn)系統(tǒng)的溫室氣體排放量占全球的37%^[5]。此外，這些食物生產(chǎn)過程中排放的廢棄物若不經(jīng)過合理的循環(huán)再利用，會進(jìn)一步釋放大量二氧化碳。因此，傳統(tǒng)食品生產(chǎn)特別是蛋白質(zhì)生產(chǎn)的不可持續(xù)性和高碳排放，對生態(tài)環(huán)境造成了極大的壓力。

在碳達(dá)峰、碳中和背景下，中國作為人口大國，從高能耗、高排放的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)模式向綠色、低碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，已是箭在弦上。選擇合適的替代品來部分緩解動物蛋白的供應(yīng)缺口，是食品行業(yè)和學(xué)術(shù)界需要共同面對的課題。食用菌等大型真菌在生態(tài)系統(tǒng)中的獨特生態(tài)位，使其可以轉(zhuǎn)化農(nóng)林廢棄物，合成人類可利用的優(yōu)質(zhì)蛋白和健康食品。開發(fā)食用真菌蛋白符合營養(yǎng)健康和綠色可持續(xù)發(fā)展的雙重考量，同時有利于國家食物安全戰(zhàn)略的實施，是踐行“大食物觀”的有效切入點，具有巨大的市場前景、生態(tài)價值和戰(zhàn)略意義。

不同品種的食用菌產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量在10%～63%（干基）不等^[6]。食用菌中必需氨基酸含量充足，并含有豐富的谷氨酸、天冬氨酸、核苷酸和風(fēng)味肽等呈味物質(zhì)，可產(chǎn)生濃郁的鮮味，相對于有強烈豆腥味的大豆蛋白，其風(fēng)味比較中性，適于替代動物蛋白，用作灌腸、仿肉糜、仿肉塊制品的原材料。真菌蛋白制成的濃縮粉可以作為營養(yǎng)補充劑，起到良好的增肌作用^[4]。食用菌蛋白作為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾鞍踪|(zhì)營養(yǎng)素來源，正在形成時尚并越來越受到重視，相關(guān)產(chǎn)品在歐美市場已經(jīng)比較成熟且發(fā)展勢頭強勁。英國Quorn公司早在1985年就推出了Mycoprotein天然濃縮菌蛋白產(chǎn)品，目前全球市場價值約為2.14億歐元，在未來幾年預(yù)計年增長率為20%^[7]。瑞典的Mycorena公司也已推出兩款食用菌蛋白，分別用于制作肉替代品和配制水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料。美國Atlast公司在2020年新冠疫情肆虐的情況下，獲得4 000萬美元的融資，用于食用菌仿制培根的產(chǎn)品開發(fā)^[4]。

近年來，國內(nèi)替代動植物蛋白的相關(guān)研究正在穩(wěn)步發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品越來越豐富，食用菌也被作為一類替代產(chǎn)品，如香菇、杏鮑菇、羊肚菌等被用于替代大豆蛋白和其他植物蛋白，以改善一些高蛋白零食和仿制肉產(chǎn)品的風(fēng)味和咀嚼感。

食用菌多糖作為潛在的益生元物質(zhì)，不僅對腸道菌群有調(diào)節(jié)作用，而且能夠通過調(diào)節(jié)腸道菌群改善宿主的健康狀態(tài)，如抗肥胖、抗糖尿病、抗高脂血癥、抗結(jié)腸炎，以及提高機體免疫功能和抗胃腸道腫瘤等作用。因此，開發(fā)食用菌多糖作為益生元類健康產(chǎn)品，具有巨大的市場前景^[8,13]。

20世紀(jì)，在真菌中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的青霉素、環(huán)孢菌素及他汀類藥物大大提高了人類的平均壽命。近年來，通過對基因組大數(shù)據(jù)的挖掘，發(fā)現(xiàn)食用菌中的多種天然產(chǎn)物都具有開發(fā)應(yīng)用價值。猴頭菇中的猴菇菌素能顯著減少神經(jīng)毒物對神經(jīng)細(xì)胞的傷害，刺激阿茲海默小鼠海馬回神經(jīng)細(xì)胞增生，改善阿茲海默氏癥^[14]。天麻共生菌蜜環(huán)菌屬真菌中的Melleolides具有抗驚厥、助眠、抗菌、抗癌的作用^[15]。靈芝中的萜類物質(zhì)被認(rèn)為具有抗癌、安神的作用，從中還分離到抗脂肪肝候選新藥分子GA7^[16]。蛹蟲草含有的噴司他丁是FDA認(rèn)證的毛細(xì)胞白血病、慢性粒細(xì)胞白血病等血液疾病的一線用藥，蛹蟲草含有的蟲草素除具有抗病毒、抗炎癥作用外，其衍生物對人肝癌細(xì)胞有殺傷力。這些活性物質(zhì)中，部分已經(jīng)利用合成生物學(xué)完成代謝途徑重構(gòu)，具備規(guī)?；a(chǎn)的潛力。同時，食用菌本身就可以作為工業(yè)生產(chǎn)菌株，如糙皮側(cè)耳已被開發(fā)用于生產(chǎn)麥角硫因^[17]。這是食用菌新用途的應(yīng)用范例，也預(yù)示著未來可能有更多的工業(yè)用途的食用菌菌株被開發(fā)出來。

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食用菌菌絲體含有大量的幾丁質(zhì)，具有防霉、抗菌、阻燃、抗靜電的特點。菌絲體經(jīng)過物理和化學(xué)處理（加壓、交聯(lián)）后，可以制成菌絲皮革，與動物皮革有著非常相似的材料與觸覺特性^[24]。以木質(zhì)纖維素原料（木屑、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物）培養(yǎng)的食用菌–細(xì)菌生物復(fù)合材料，是一種具有可塑性、可折疊性、可降解性和可再生的“活”材料，可以自然地生物降解和再利用，具有環(huán)境友好性和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?/span>^[25]。通過加壓，還可制成新型菌絲材料“密度板”。有人還嘗試制作菌絲紙張和菌絲泡沫材料^[26]。以人工栽培食用菌或者韌性可能更強的野生大型真菌的菌絲體作為纖維，制作環(huán)境友好的各種原材料，是又一個充滿機遇的未來食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展新賽道。

本文描述的未來食用菌產(chǎn)業(yè)從本質(zhì)上來說，是不同于傳統(tǒng)食用菌產(chǎn)業(yè)和工廠化食用菌產(chǎn)業(yè)的一個新領(lǐng)域，它是對目前食用菌領(lǐng)域應(yīng)用邊界的拓展，是對食用菌產(chǎn)業(yè)可能會出現(xiàn)的、或者發(fā)達(dá)國家已經(jīng)關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)的描述，從技術(shù)成熟度的標(biāo)準(zhǔn)角度進(jìn)行評估，基本還處于闡明基礎(chǔ)原理和技術(shù)概念的初級階段。但是這些尚處于萌芽狀態(tài)的技術(shù)雛形值得高度重視，其是科研人員開展原始創(chuàng)新的新疆域，是企業(yè)創(chuàng)造核心競爭力的新戰(zhàn)場，是產(chǎn)業(yè)強化引領(lǐng)地位的新賽道。